En física de partículas , el número bariónico es un número cuántico aditivo estrictamente conservado de un sistema. Se define como
donde n q es el número de quarks y n q es el número de antiquarks . Los bariones (tres quarks) tienen un número bariónico de +1, los mesones (un quark, un antiquark) tienen un número bariónico de 0 y los antibióticos (tres antiquarks) tienen un número bariónico de -1. Los hadrones exóticos como los pentaquarks (cuatro quarks, un antiquark) y los tetraquarks (dos quarks, dos antiquarks) también se clasifican como bariones y mesones según su número de bariones.
Los quarks transportan no solo carga eléctrica , sino también cargas como carga de color e isospín débil . Debido a un fenómeno conocido como confinamiento de color , un hadrón no puede tener una carga neta de color; es decir, la carga de color total de una partícula tiene que ser cero ("blanco"). Un quark puede tener uno de tres "colores", denominados "rojo", "verde" y "azul"; mientras que un antiquark puede ser "anti-rojo", "anti-verde" o "anti-azul". [1]
El número de bariones se definió mucho antes de que se estableciera el modelo de quarks , por lo que en lugar de cambiar las definiciones, los físicos de partículas simplemente dieron a los quarks un tercio del número de bariones. Hoy en día podría ser más exacto hablar de conservación del número de quarks .
En teoría, los hadrones exóticos se pueden formar agregando pares de quarks y antiquarks, siempre que cada par tenga un color / anticolor coincidente. Por ejemplo, un pentaquark (cuatro quarks, un antiquark) podría tener los colores de los quarks individuales: rojo, verde, azul, azul y antiblue. En 2015, la colaboración del LHCb en el CERN informó resultados consistentes con los estados de pentaquark en la descomposición de los bariones lambda inferiores ( Λ0
b). [2]
El número bariónico se conserva en todas las interacciones del Modelo Estándar , con una posible excepción. 'Conservado' significa que la suma del número de bariones de todas las partículas entrantes es la misma que la suma de los números de bariones de todas las partículas resultantes de la reacción. La única excepción es la anomalía hipotética de Adler-Bell-Jackiw en las interacciones electrodébiles ; [3] Sin embargo, los esfalerones no son tan comunes y podrían ocurrir a niveles altos de energía y temperatura y pueden explicar la bariogénesis y leptogénesis electrodébiles.. Los esfalerones electrodébiles solo pueden cambiar el número de bariones y / o leptones en 3 o múltiplos de 3 (colisión de tres bariones en tres leptones / antileptones y viceversa). Aún no se ha observado evidencia experimental de esfalerones.